KR101024830B1 - Non-planar sputter targets having crystallographic orientations promoting uniform deposition - Google Patents

Abstract

기판 상의 타겟 표면으로부터 스퍼터링된 재료의 더 바람직한 증착 및 밀도 패턴을 증진하는 스퍼터 타겟 표면(25)의 부분 내에 상이한 결정 방위를 갖는 비평탄 스퍼터 타겟이 개시된다. 스퍼터 타겟(20)의 폐쇄형 돔(22)은 제1 결정 방위로 구성되고, 스퍼터 타겟의 측벽(24)은 돔과는 상이한 결정 방위로 구성된다. 스퍼터 타겟은 바람직하게는 어닐링 없이 액압 성형 또는 다른 금속 가공 기술에 의해 형성된다. 액압 성형 기술은 열의 적용을 최소화하거나 이상적으로는 생략하면서 상이한 결정 방위를 형성한다. 용이하게 반복적으로 형성 가능한 신속하고 비용 효과적인 비평탄 스퍼터 타겟이 그 결과로서 성취 가능하다. 타겟에는 벡터(α, β₁, β₂)가 존재한다.Non-planar sputter targets with different crystallographic orientations in portions of the sputter target surface 25 that promote more desirable deposition and density patterns of sputtered material from the target surface on the substrate are disclosed. The closed dome 22 of the sputter target 20 is configured with a first crystal orientation, and the sidewall 24 of the sputter target is configured with a different crystal orientation from the dome. The sputter target is preferably formed by hydraulic forming or other metalworking technique without annealing. Hydraulic molding techniques form different crystallographic orientations while minimizing or ideally eliminating the application of heat. A quick and cost effective non-planar sputter target that can be easily and repeatedly formed is consequently achievable. Vectors (α, β ₁ , β ₂ ) exist in the target.

스퍼터 타겟, 액압 성형, 어닐링, 기판, 결정 방위 Sputter Target, Hydraulic Forming, Annealing, Substrates, Crystal Orientation

Description

균일한 증착을 증진하는 결정 방위를 갖는 비평탄 스퍼터 타겟{NON-PLANAR SPUTTER TARGETS HAVING CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATIONS PROMOTING UNIFORM DEPOSITION}NON-PLANAR SPUTTER TARGETS HAVING CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATIONS PROMOTING UNIFORM DEPOSITION}

관련 출원과의 연계Link to related application

이전의 2002년 9월 13일 출원된 미국 가출원 제60/410,751호, 2003년 3월 20일 출원된 미국 가출원 제60/456,193호 및 2003년 4월 7일 출원된 미국 가출원 제60/460,867호의 이점이 본원에 청구된다.Benefits of US Provisional Application No. 60 / 410,751, filed September 13, 2002, US Provisional Application No. 60 / 456,193, filed March 20, 2003, and US Provisional Application No. 60 / 460,867, filed April 7, 2003 Claimed herein.

본 발명은 기판(substrate) 상의 스퍼터링된 재료의 균일한 증착을 증진하는 결정 방위를 갖는 비평탄 스퍼터 타겟(non-planar sputter targets) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to non-planar sputter targets having a crystal orientation that promotes uniform deposition of sputtered material on a substrate and a method of manufacturing the same.

음극 스퍼터링은 스퍼터 타겟으로부터 기판 상에 재료의 박층(thin layers) 또는 박막을 증착하기 위해서 광범위하게 사용된다. 기본적으로, 스퍼터 타겟을 포함하는 음극 조립체(cathode assembly)는 양극(anode)과 함께 불활성 가스(inert gas), 바람직하게는 아르곤(argon)으로 충전된 챔버 내에 배치된다. 기판은 수용면이 음극 조립체와 양극 사이의 경로에 수직으로 배향된 상태로 양극에 인접하여 챔버 내에 위치된다. 고압 전기장이 음극 조립체를 가로질러 인가되고 양극은 음 극 조립체로부터 전자를 방출시키고 불활성 가스를 이온화한다. 다음, 불활성 가스의 양극 하전 이온(positively charged ions)이 전기장에 기인하여 스퍼터 타겟의 스퍼터링 표면에 대해 축출된다. 타겟의 스퍼터링 표면에 대한 이온 충격(bombardment)은 스퍼터링 표면의 재료의 부분을 스퍼터 타겟 표면으로부터 제거되게 하고 챔버의 대향 단부에서 기판의 수용면 상에 박막 또는 박층이 증착되게 한다.Cathodic sputtering is widely used to deposit thin layers or thin films of material from a sputter target onto a substrate. Basically, a cathode assembly comprising a sputter target is disposed in a chamber filled with an inert gas, preferably argon, with an anode. The substrate is located in the chamber adjacent to the anode with the receiving surface oriented perpendicular to the path between the cathode assembly and the anode. A high voltage electric field is applied across the cathode assembly and the anode releases electrons from the cathode assembly and ionizes the inert gas. Positively charged ions of the inert gas are then expelled against the sputtering surface of the sputter target due to the electric field. Ion bombardment to the sputtering surface of the target causes a portion of the material of the sputtering surface to be removed from the sputter target surface and a thin film or thin layer is deposited on the receiving surface of the substrate at opposite ends of the chamber.

최근에, 비평탄 스퍼터 타겟이 개선된 스퍼터링 및 증착 균일성을 제공하기 위해 개발되어 왔다. 예를 들면, 그 개시 내용이 본원에 참조로 합체되어 있는 본원의 공동 양수인의 미국 특허 제6,419,806호에 개시된 바와 같이, 개방 단부형 컵 형상 중공 음극 마그네트론(magnetron)(HCM) 스퍼터 타겟이 개발되어 왔다. 이들 컵 또는 단지(pot)형 타겟은 일반적으로 타겟 표면으로서 고순도 금속 재료로 구성되고 액압 성형(hydroforming)과 같은 공지된 금속 가공 작업으로부터 통상적으로 형성된다. 컵 형상 타겟의 폐쇄 단부는 돔을 포함한다. 측벽은 돔으로부터 타겟의 개방 단부로 연장한다. 컵 형상 타겟을 형성하는데 사용될 수 있는 열의 인가 및 다른 작업들은 스퍼터 타겟 표면을 포함하는 재료의 결정 방위 또는 미세구조(microstructure)의 변경을 종종 초래한다. 이러한 변경은 기판 상으로 스퍼터링된 재료의 증착에 악영향을 미칠 수도 있다.Recently, non-planar sputter targets have been developed to provide improved sputtering and deposition uniformity. For example, open-ended cup-shaped hollow cathode magnetron (HCM) sputter targets have been developed, as disclosed in US Pat. No. 6,419,806, herein, the disclosure of which is incorporated herein by reference. . These cup or pot-shaped targets are generally composed of a high purity metal material as the target surface and are typically formed from known metalworking operations such as hydroforming. The closed end of the cup shaped target includes a dome. The side wall extends from the dome to the open end of the target. Application of heat and other operations that can be used to form a cup shaped target often result in a change in crystal orientation or microstructure of the material comprising the sputter target surface. This change may adversely affect the deposition of the sputtered material onto the substrate.

스퍼터링시에 타겟이 개선된 코팅 균일성을 초래하는 소정 결정 방위의 스퍼터 타겟의 제조 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 타겟에 대한 요구가 당 기술 분야에 존재한다.There is a need in the art for methods of making sputter targets of a predetermined crystal orientation and for targets produced by such methods in which the target results in improved coating uniformity upon sputtering.

본 발명은 기판 상의 타겟 표면으로부터 스퍼터링된 재료의 보다 바람직한 증착 및 밀도 패턴(density patterns)을 증진하는 스퍼터 타겟 표면 내에 결정 방위를 갖는 비평탄 스퍼터 타겟을 제공한다. 본 발명의 전형적인 실시예는 보다 구체적으로는 타겟의 폐쇄 단부에 실질적으로 평탄한 단부벽 또는 돔을 갖는 미국 특허 제6,419,806호에 개시된 유형의 단지 또는 보울(bowl)형 스퍼터 타겟을 제공한다. 측벽은 돔에 연결되고 돔으로부터 타겟의 개방 단부로 연장한다. 측벽 및 돔의 내부면은 타겟의 스퍼터 표면을 형성하고, 돔부는 제1 결정 방위를 갖고, 측벽은 제1 방위와는 상이한 제2 결정 방위를 갖는다.The present invention provides a non-planar sputter target having a crystal orientation in the sputter target surface that promotes more desirable deposition and density patterns of the sputtered material from the target surface on the substrate. A typical embodiment of the present invention more specifically provides a jar or bowl-type sputter target of the type disclosed in US Pat. No. 6,419,806 having a substantially flat end wall or dome at the closed end of the target. The side wall is connected to the dome and extends from the dome to the open end of the target. The inner surfaces of the sidewalls and the dome form the sputter surface of the target, the dome portion has a first crystal orientation, and the sidewall has a second crystal orientation that is different from the first orientation.

본 발명의 전형적인 일 실시예에 따르면, 타겟 표면 재료의 편평한 블랭크(flat blank)가 제공되어 액압 성형에 의해 소정의 타겟 형상으로 형성된다. 편평한 타겟 표면 재료는 바람직하게는 티타늄(titanium), 구리, 탄탈(tantalum) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 고순도 금속으로 구성된다. 재료의 단일층 블랭크의 사용은 종래의 복수층 타겟에서 요구되었던 것보다 적은 재료를 필요로 하며, 단일 블랭크를 소정 형상으로 성형하는데 적은 처리 시간을 필요로 한다. 따라서, 보다 신뢰적이고 비용 효과적인 비평탄 스퍼터 타겟이 본 발명에 따라 보다 적은 시간에 제조된다.According to one exemplary embodiment of the present invention, a flat blank of the target surface material is provided and formed into a desired target shape by hydraulic molding. The flat target surface material is preferably composed of a high purity metal selected from the group consisting of titanium, copper, tantalum and alloys thereof. The use of single layer blanks of material requires less material than was required for conventional multi-layer targets, and requires less processing time to form a single blank into a predetermined shape. Thus, more reliable and cost effective non-planar sputter targets are produced in less time in accordance with the present invention.

대안적으로, 스퍼터 타겟 표면의 소정의 결정 방위 및 타겟 형상이 성취되면, 재료의 복수의 층이 타겟을 형성하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예는 타겟 표면 재료에 인접하여 백킹 플레이트(backing plate) 재료의 편평한 블랭크를 제공한다. 재료의 인접층은 소정 타겟 형상 및 타겟 표면 방위를 성취하도록 액압 성형에 의해 유사하게 형성된다. 본 발명의 또 다른 실시예는 백킹 플레이트와 타겟 표면층 사이에 사이층(interlayer)을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 백킹 플레이트 재료는 알루미늄, 구리, 강, 티타늄 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가단성(malleable)의 저순도 금속인 것이 바람직하다.Alternatively, once a predetermined crystallographic orientation and target shape of the sputter target surface is achieved, multiple layers of material can be used to form the target. Various embodiments of the present invention provide a flat blank of backing plate material adjacent to the target surface material. Adjacent layers of material are similarly formed by hydraulic molding to achieve the desired target shape and target surface orientation. Another embodiment of the present invention may include an interlayer between the backing plate and the target surface layer. In either case, the backing plate material is preferably a malleable low purity metal selected from the group consisting of aluminum, copper, steel, titanium and alloys thereof.

특히, 본 발명의 바람직한 전형적인 실시예에서, 타겟 표면을 포함하는 재료는 탄탈이다. 바람직하게는 액압 성형에 의한 소정 형상으로의 타겟 표면 재료의 형성은 타겟 표면의 결정 방위를 변경시킨다. 단지 또는 보울 형상을 갖는 탄탈 타겟 표면의 경우에, 타겟 표면의 돔부는 주된 {111} 방위를 갖고, 반면 측벽은 예를 들면 {112}<110> 및 {110}<110> 방위의 혼합물을 갖는다. 타겟 표면의 측벽 및 돔에서의 상이한 방위는 타겟 표면의 각각의 측벽부 및 돔부로부터 상이한 각도로 스퍼터링된 재료를 방출하는 것으로 발견되었다. 상이한 방출각은 기판 상의 스퍼터링된 재료의 증착의 균일성 및 밀도에 영향을 준다.In particular, in a preferred exemplary embodiment of the invention, the material comprising the target surface is tantalum. Preferably, the formation of the target surface material into the desired shape by hydraulic molding changes the crystallographic orientation of the target surface. In the case of a tantalum target surface having a jar or bowl shape, the dome portion of the target surface has a predominant {111} orientation, while the sidewall has a mixture of {112} <110> and {110} <110> orientations, for example. . Different orientations in the sidewalls and domes of the target surface have been found to release sputtered material at different angles from each sidewall portion and dome portion of the target surface. Different emission angles affect the uniformity and density of the deposition of the sputtered material on the substrate.

2-부분 방위 표현, {hkl}<hkl>은 표준 "시트 텍스쳐(sheet texture)" 표기이고, 이하의 의미를 갖는다. 제1 부분, 즉 {hkl}은 타겟의 스퍼터 표면과 평행한 결정면의 밀러 지수(miller indices)를 표시한다. 제2 부분, 즉 <hkl>은 성형 중에 재료 유동 방향과 평행한 결정 방향에 대한 지수를 표시한다. 원통형 측벽 기하학적 형상을 갖는 3D 타겟의 예에서, {112}<110> 측벽 방위는 이하의 의미이다. {112} 평면은 원통의 내부면과 평행하고, <110> 방향은 원통형 축과 평행하다. 단축 표기 "{112}/{110}"은 혼합 {112}<110> 및 {110}<110> 텍스쳐를 표시하도록 본원에서 사용된다.The two-part orientation representation, {hkl} <hkl>, is a standard “sheet texture” notation and has the following meaning. The first part, {hkl}, represents the Miller indices of the crystal plane parallel to the sputter surface of the target. The second part, i.e., <hkl>, indicates an index for the crystal direction parallel to the material flow direction during molding. In an example of a 3D target having a cylindrical sidewall geometry, the {112} <110> sidewall orientation is as follows. The {112} plane is parallel to the inner surface of the cylinder and the <110> direction is parallel to the cylindrical axis. The shorthand notation “{112} / {110}” is used herein to denote mixed {112} <110> and {110} <110> textures.

본원에 사용된 용어 "주된(predominate)"은, 타겟의 단부벽 또는 돔의 스퍼터 표면의 텍스쳐를 설명할 때, 모든 결정 방위의 총합에 대한 특정 {h,k,l} 방위의 비율이 돔 스퍼터 표면의 다양한 임의의 부분에서 적어도 120/N %라는 것을 의미한다. 여기에서, N은 x-레이 회절 분석(diffraction analysis)에 포함된 방위의 수를 칭한다. 예를 들면, BCC 탄탈에서, 6개의 방위(N=6)가 측정된다({110}, {200}, {211}, {310}, {222} 및 {321}). 측정된 {200} 및 {222} 회절 강도는 각각 {100} 및 {111} 방위를 표시한다. 탄탈에서, 주된 {111} 텍스쳐는 20% 이상의 비율의 방위를 지시한다. 용어 "주요(major)"가 타겟의 스퍼터 측벽의 바람직한 텍스쳐를 설명하는데 사용될 때, 이는 모든 결정 방위의 총합에 대한 조합된 {112} 및 {110} 방위의 비율이 적어도 200/N % 또는 33%인 것을 의미한다. 이러한 주요 {112}/{110} 텍스쳐에서, {112}<110> 방위는 일반적으로 {110}<110> 방위보다 약간 큰 양으로 존재한다. 이들 방위 모두의 측정은 미국 특허 제5,456,815호에 개시된 바와 같은 종래의 X-레이 회절 프로토콜(protocols)에 따라 수행될 수 있다.The term "predominate" as used herein, when describing the texture of the sputter surface of the dome or the end wall of the target, means that the ratio of the particular {h, k, l} orientation to the sum of all the crystal orientations is the dome sputter. At least 120 / N% in various arbitrary parts of the surface. Here, N refers to the number of orientations included in the x-ray diffraction analysis. For example, in BCC tantalum, six orientations (N = 6) are measured ({110}, {200}, {211}, {310}, {222} and {321}). The measured {200} and {222} diffraction intensities indicate the {100} and {111} orientations, respectively. In tantalum, the predominant {111} texture indicates an orientation of at least 20%. When the term "major" is used to describe the desired texture of the sputter sidewall of the target, it means that the ratio of the combined {112} and {110} orientations to the sum of all crystal orientations is at least 200 / N% or 33%. Means to be. In this main {112} / {110} texture, the {112} <110> orientation is generally present in a slightly larger amount than the {110} <110> orientation. Measurement of both of these orientations can be performed according to conventional X-ray diffraction protocols as disclosed in US Pat. No. 5,456,815.

액압 성형에 의한 성형 후에, 예를 들면 바람직한 탄탈 타겟의 돔은 주된 {111} 방위로 구성되고, 측벽은 주요 {112}/{110} 방위로 구성된다. 탄탈은 <111>이 바람직한 방출 방향인 BCC 결정 구조를 갖는다. 따라서, 돔으로부터의 방출은 돔 표면에 주로 직접 수직으로 발생하는 경향이 있고, 반면 측벽으로부터의 방출은 HCM의 배럴(barrel)을 가로지르는 환형 원자 패턴(annular atomic patterns)을 형성하는 측벽으로부터 다양한 비수직 각도로 발생하는 경향이 있다. 측벽 방출은 측벽의 {112}<110> 탄탈부에 기인하여 타겟 표면 법선에 대해 대략 19.5°각도로 발생하고 측벽의 {110}<110> 탄탈부에 기인하여 법선에 대해 대략 35.3°각도로 발생할 수 있다. 상술한 방위의 결과로서, 컵 형상 타겟으로부터 스퍼터링된 재료는 기판 상에 증착될 때 보다 균일하게 분포된 패턴을 형성한다. {112}/{110} 텍스쳐는 HCM의 축방향 중심을 회피하는 측벽 방출을 제공하여, 이점이 있는 환형 원자 밀도 패턴을 생성한다. 동일 결과를 성취할 수 있는 다른 텍스쳐가 고려될 수 있다. 예를 들면, 탄탈 {100}<100> 방위가 양호한 후보일 수 있다. FCC 알루미늄 및 구리 또는 HCP 티타늄과 같은 상이한 결정 구조의 다른 재료에서, 상이한 방위는 HCM의 원통형 축을 지나가는 측벽 방출을 회피하도록 선택될 수 있다.After molding by hydraulic molding, for example, the dome of the preferred tantalum target is composed of the main {111} orientation and the sidewall is composed of the main {112} / {110} orientation. Tantalum has a BCC crystal structure in which <111> is the preferred emission direction. Thus, emissions from the dome tend to occur mainly directly perpendicular to the dome surface, while emissions from the sidewalls vary from the sidewalls forming annular atomic patterns across the barrel of the HCM. It tends to occur at a vertical angle. Sidewall emission occurs at an angle of approximately 19.5 ° relative to the target surface normal due to the {112} <110> tantalum portion of the sidewall and at an approximately 35.3 ° angle to the normal due to the {110} <110> tantalum portion of the sidewall. Can be. As a result of the orientation described above, the material sputtered from the cup-shaped target forms a more uniformly distributed pattern when deposited on the substrate. The {112} / {110} texture provides sidewall emission that avoids the axial center of the HCM, creating an advantageous annular atomic density pattern. Other textures that can achieve the same result can be considered. For example, a tantalum {100} <100> orientation may be a good candidate. In other materials of different crystal structures, such as FCC aluminum and copper or HCP titanium, different orientations may be chosen to avoid sidewall emissions across the cylindrical axis of the HCM.

본 발명의 다양한 전형적인 실시예에 따르면, 타겟 표면 재료, 또는 적용 가능한 인접 재료가 액압 성형 또는 다른 금속 가공 기술에 의해 소정 비평탄 형상으로 바람직하게 형성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 소정 타겟 형상은 단지 또는 보울 형상이지만, 당업자는 다른 형상이 사용될 수 있으며, 특히 액압 성형이 심지어 복잡한 형상을 성형하기 위해 수행된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 바람직하지 않은 방위로의 스퍼터 표면의 재결정화를 최소화하기 위해 재료의 성형 중 또는 후에 열이 거의 또는 전혀 요구되지 않는다. 따라서, 후-성형 어닐링(post-shaping annealing)이 수행되지 않는 것이 바람직하다.According to various exemplary embodiments of the present invention, the target surface material, or applicable adjacent material, is preferably formed into a predetermined non-flat shape by hydraulic molding or other metalworking techniques. In a preferred embodiment of the present invention, certain target shapes are only or bowl shapes, but those skilled in the art will appreciate that other shapes may be used, in particular hydraulic molding being performed to mold even complex shapes. Little or no heat is required during or after shaping of the material to minimize recrystallization of the sputter surface in the undesirable orientation. Therefore, it is preferable that post-shaping annealing is not performed.

실제로, 본 발명에 따른 바람직한 타겟 형성 방법에 따르면, 재료의 블랭크는 액압 성형 프레스의 환형 플래튼 상부에 배치된다. 유압 유체로 충전된 블래더(bladder)를 갖는 탱크가 블랭크의 상부에서 하우징 내에 위치된다. 따라서, 블래더는 블랭크의 상부면에 대면한다. 블랭크를 형성하도록 성형된 맨드릴(mandrel) 또는 펀치가 플래튼의 하부에 위치된다. 하우징은 블랭크의 상부면과 블래더를 접촉시키도록 하강된다. 그 후에, 맨드릴은 환형 플래튼 내의 개구를 통해 블랭크의 하부면에 대해 상향으로 압박된다. 맨드릴이 블랭크에 대해 상향으로 계속 압박됨에 따라, 블랭크의 상부면은 블래더에 대해 압박된다. 동시에, 블래더 내의 압력은 최대 약 68.947MPa (10,000psi) 정도로 증가된다. 따라서, 맨드릴이 블랭크를 상향으로 압박함에 따라, 가압된 블래더는 블랭크가 맨드릴의 형상에 합치될 때까지 저항을 제공한다. 그 후, 맨드릴 및 블래더가 수축되고, 타겟이 맨드릴로부터 제거된다. 어닐링은 수행되지 않는다.Indeed, according to a preferred method of forming a target according to the invention, a blank of material is placed on top of the annular platen of the hydraulic forming press. A tank with a bladder filled with hydraulic fluid is located in the housing at the top of the blank. Thus, the bladder faces the top surface of the blank. A mandrel or punch shaped to form a blank is located at the bottom of the platen. The housing is lowered to contact the bladder with the top surface of the blank. Thereafter, the mandrel is urged upwards against the bottom face of the blank through the opening in the annular platen. As the mandrel continues to press up against the blank, the top surface of the blank is pressed against the bladder. At the same time, the pressure in the bladder is increased up to about 68.947 MPa (10,000 psi). Thus, as the mandrel presses the blank upwards, the pressed bladder provides resistance until the blank conforms to the shape of the mandrel. After that, the mandrel and bladder are retracted and the target is removed from the mandrel. Annealing is not performed.

본 발명에 따른 바람직한 액압 성형 프로세스는 대략 1.5분 소요되고, 실온에서 수행되며, 원하는 바에 따라 일정하게 성형된 복수의 타겟을 형성하도록 즉시 반복 가능하다. 프로세스는 실온에서 수행되기 때문에, 열 유도 결정 방위 변경은 최소화되거나 또는 이상적으로는 배제된다. 중요하게는, 일단 블랭크가 소정 형상으로 형성되자마자 어닐링 단계가 수행되지 않기 때문에, 스퍼터 표면에 대한 재결정화 또는 다른 결정 변경은 최소화되거나 또는 이상적으로는 배제된다.The preferred hydraulic molding process according to the invention takes approximately 1.5 minutes, is carried out at room temperature, and can be immediately repeated to form a plurality of targets that are constantly shaped as desired. Because the process is performed at room temperature, heat induced crystallographic orientation changes are minimized or ideally excluded. Importantly, since no annealing step is performed once the blank is formed into the desired shape, recrystallization or other crystal change to the sputter surface is minimized or ideally excluded.

본 발명의 상기 및 다른 특징 및 장점은 본 발명에 다른 시스템 및 방법의 다양한 전형적인 실시예의 하기의 상세한 설명에 설명되거나 그로부터 명백해진다.These and other features and advantages of the present invention are set forth in or become apparent from the following detailed description of various exemplary embodiments of systems and methods according to the present invention.

본 발명의 시스템 및 방법의 다양한 전형적인 실시예가 하기의 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.Various exemplary embodiments of the systems and methods of the present invention will be described in detail with reference to the following figures.

도 1은 단일 금속 재료로 구성된 전형적인 비평탄 스퍼터 타겟의 도면.1 is an illustration of a typical non-planar sputter target composed of a single metal material.

도 1a는 본 발명에 따른 타겟의 측벽으로부터의 벡터 방출의 개략적인 횡-단면도.1A is a schematic cross-sectional view of vector emission from a sidewall of a target according to the present invention.

도 2는 복수의 금속층으로 구성된 전형적인 비평탄 스퍼터 타겟의 도면.2 is an illustration of a typical non-planar sputter target composed of a plurality of metal layers.

도 3은 액압 성형 프레스의 개략적인 다이어그램.3 is a schematic diagram of a hydraulic press.

도 1 및 도 1a는 본 발명에 따른 전형적인 비평탄 스퍼터 타겟(non-planar sputter target)(20)을 도시한다. 도 1은 타겟의 폐쇄 단부에 실질적으로 평탄형 단부벽 또는 돔(22)을 갖는 컵 형상 스퍼터 타겟(20)을 보다 구체적으로 도시한다. 측벽(24)이 돔(22)에 연결되어 돔(22)으로부터 타겟의 개방 단부로 연장한다. 측벽(24) 및 돔(22)의 내부면은 타겟의 스퍼터 표면(25)을 형성하고, 돔부는 제1 결정 방위(first crystallographic orientation)를 갖고, 측벽은 제1 방위와는 상이한 제2 결정 방위를 갖는다. 스퍼터 타겟 표면의 상이한 결정 방위는 타겟 표면으로부터 기판 상에 스퍼터링되는 재료의 더 바람직한 증착(deposition) 및 밀도 패턴(density patterns)을 증진시키며, 돔으로부터 스퍼터링된 재료는 벡터 α로 도시된 바와 같이 그로부터 수직으로 방출되고, 측벽으로부터 스퍼터링된 재료는 도 1a에 벡터 β₁, β₂로 도시된 바와 같이 측벽으로부터 비수직으로 방출되어, 방출물들이 타겟의 중심축(Z)으로부터 이격된 환형(annular) 패턴을 형성한다. 따라서, 예비 관찰에 기초하여, 스퍼터링을 위한 원자 재료의 구름(cloud)이 컵의 중심축으로부터 이격된 측벽에 근접하여 위치된 환형(annulus)을 갖는 주로 환형 패턴으로 존재한다.1 and 1A illustrate a typical non-planar sputter target 20 in accordance with the present invention. 1 more specifically shows a cup-shaped sputter target 20 having a substantially flat end wall or dome 22 at the closed end of the target. Sidewalls 24 are connected to the dome 22 and extend from the dome 22 to the open end of the target. The inner surface of the sidewall 24 and the dome 22 form the sputter surface 25 of the target, the dome having a first crystallographic orientation, the sidewall having a second crystal orientation that is different from the first orientation. Has Different crystal orientations of the sputter target surface promote more desirable deposition and density patterns of the material sputtered onto the substrate from the target surface, and the material sputtered from the dome is perpendicular from it as shown by the vector α. Material sputtered from the sidewalls is emitted non-vertically from the sidewalls, as shown by the vectors β ₁ , β ₂ in FIG. 1A, so that the emissions are annular patterns spaced from the central axis Z of the target. To form. Thus, based on preliminary observations, a cloud of atomic material for sputtering exists in a predominantly annular pattern with annulus located proximate the sidewall spaced away from the central axis of the cup.

본 발명의 전형적인 일 실시예에 따르면, 원래의 변경되지 않은 결정 방위를 갖는 타겟 표면 재료의 편평한 블랭크가 제공되고, 예를 들면 액압 성형(hydroforming) 또는 다른 금속 가공 기술에 의해 소정 타겟 형상으로 형성된다. 편평한 타겟 표면 재료는 티타늄, 구리, 탄탈 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 고순도 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. 탄탈(Ta)이 가장 바람직하다. 대안적으로, 스퍼터 타겟 표면의 부분 상부의 소정 결정 방위 및 타겟 형상이 성취되면 복수의 재료층이 타겟을 형성하는데 사용될 수 있다.According to one exemplary embodiment of the present invention, a flat blank of the target surface material with the original unaltered crystal orientation is provided and formed into a desired target shape, for example by hydroforming or other metalworking techniques. . The flat target surface material is preferably composed of a high purity metal selected from the group consisting of titanium, copper, tantalum and alloys thereof. Tantalum Ta is most preferred. Alternatively, a plurality of layers of material may be used to form the target once a predetermined crystallographic orientation and target shape over a portion of the sputter target surface is achieved.

본 발명의 다양한 실시예는 타겟 표면 재료에 인접하여 백킹 플레이트(backing plate) 재료의 편평한 블랭크(blank)를 제공한다. 도 2는 적어도 2개의 재료가 타겟 조립체의 내부 스퍼터링 표면 및 외부 쉘(shell)을 포함하는 본 발명에 따른 스퍼터 타겟의 전형적인 실시예를 도시한다. 유사한 도면 부호를 사용하는 도 2에 도시된 바와 같이, 재료의 인접층은 소정 타겟 형상 및 타겟 표면 방위를 성취하도록 바람직하게는 액압 성형 또는 다른 금속 가공 기술에 의해 유사하게 형성되거나 가공된다. 본 발명의 또 다른 실시예는 백킹 플레이트와 타겟 표면층 사이에 사이층(interlayers)을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 백킹 플레이트 재료는 알루미늄, 구리, 강, 티타늄 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 가단성(malleable)의 저순도 금속인 것이 바람직하다.Various embodiments of the present invention provide a flat blank of backing plate material adjacent to the target surface material. 2 shows an exemplary embodiment of a sputter target according to the invention wherein at least two materials comprise an inner sputtering surface and an outer shell of the target assembly. As shown in FIG. 2 using similar reference numerals, adjacent layers of material are similarly formed or processed, preferably by hydraulic forming or other metalworking techniques, to achieve the desired target shape and target surface orientation. Another embodiment of the present invention may include interlayers between the backing plate and the target surface layer. In either case, the backing plate material is preferably a malleable low purity metal selected from the group consisting of aluminum, copper, steel, titanium and alloys thereof.

특히 본 발명의 바람직한 전형적인 실시예에서, 편평한 타겟 표면 블랭크는 탄탈로 구성된다. 바람직하게는, 액압 성형에 의한 소정 형상으로의 블랭크 및 타 겟 표면 재료의 가공은 타겟 표면의 부분의 결정 방위를 변경시킨다. 본 발명에 따른 단지(pot) 또는 보울(bowl) 형상을 갖는 타겟 표면을 형성하는데 사용된 {111}/{100} 탄탈 블랭크의 경우, 도 1을 참조하면, 타겟 표면(25)의 돔부(22)는 원래의 주된 {111}/{100} 방위를 유지하는 경향이 있고, 반면 측벽(24)은 예를 들면 {112}/{110}의 혼합물을 가질 수 있다. 측벽 내의 {112}/{110} 방위의 비율은 바람직하게는 측벽 내의 모든 결정 방위의 총합의 33%이므로, 본원에 규정된 바와 같은 주요 텍스쳐를 구성한다.In a particularly preferred exemplary embodiment of the invention, the flat target surface blank consists of tantalum. Preferably, the processing of the blank and target surface material into a predetermined shape by hydraulic molding changes the crystallographic orientation of the portion of the target surface. In the case of {111} / {100} tantalum blanks used to form a target surface having a pot or bowl shape according to the invention, referring to FIG. 1, the dome portion 22 of the target surface 25 is shown. ) Tends to maintain the original predominant {111} / {100} orientation, while the side wall 24 may have a mixture of {112} / {110}, for example. The ratio of {112} / {110} orientations in the sidewalls is preferably 33% of the sum of all crystal orientations in the sidewalls, thus making up the main texture as defined herein.

돔 및 측벽의 각각의 주된 및 주요 방위의 결과로서, 돔으로부터의 방출물이 돔 표면에 주로 직접 수직으로(벡터 α) 발생되는 경향이 있다. 동시에, 측벽으로부터의 방출물은 측벽의 {112}<110> 탄탈부에 기인하여 측벽에서 타겟 표면 법선에 대해 대략 19.5°각도(벡터 β₁)와, 측벽의 {110}<110> 탄탈부에 기인하여 법선에 대해 대략 35.3°각도(벡터 β₂)로 발생하는 경향이 있다.As a result of the respective major and major orientations of the dome and sidewalls, emissions from the dome tend to occur mainly directly perpendicular to the dome surface (vector α). At the same time, the emissions from the sidewalls are at approximately 19.5 ° angle (vector β ₁ ) relative to the target surface normal at the sidewalls due to the {112} <110> tantalum portions of the sidewalls and the {110} <110> tantalum portions of the sidewalls. This tends to occur at approximately 35.3 ° angles (vector β ₂ ) with respect to the normal.

본 발명에 따르면, 타겟 표면 재료 또는 적용 가능한 인접 재료는 액압 성형 프레스를 사용하여 소정의 비평탄 형상으로 형성된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 소정 타겟 형상은 단지 또는 보울 형상이지만, 당업자는 특히 액압 성형이 심지어 복잡한 형상을 형성하도록 수행되기 때문에 다른 형상도 동등하게 가능하다는 것을 이해해야 한다. 액압 성형 프로세스에서 재료를 성형할 때 열이 거의 또는 전혀 요구되지 않는다. 그 결과, 타겟 표면 재료의 평탄부(또는 미가공부)는 그들의 본래의 결정 방위를 유지하는 경향이 있다. 한편, 타겟 표면의 비평탄부(또는 가공부)는 본래의 결정 방위로부터 벗어나는 경향이 있다. 본 발명에 따른 비평탄 스퍼터 타겟을 형성할 때의 열의 최소화 또는 없음(absence)은 스퍼터 타겟 표면의 소정 형상 또는 결정 방위를 성취하기 위한 프로세스의 상이한 단계에서 가열에 의존하는 종래의 스퍼터 타겟과 상이하다.According to the invention, the target surface material or applicable adjacent material is formed into a predetermined non-flat shape using a hydraulic press. In a preferred embodiment of the present invention, certain target shapes are only or bowl shapes, but one of ordinary skill in the art should understand that other shapes are equally possible, especially since hydraulic molding is performed to form even complex shapes. Little or no heat is required when molding the material in the hydraulic molding process. As a result, flat portions (or raw portions) of the target surface material tend to maintain their original crystal orientation. On the other hand, non-flat portions (or processed portions) of the target surface tend to deviate from the original crystal orientation. Minimization or absence of heat when forming the non-planar sputter target according to the present invention is different from conventional sputter targets that rely on heating at different stages of the process to achieve a predetermined shape or crystal orientation of the sputter target surface. .

도 3에 도시된 바와 같이, 재료의 블랭크(30)는 액압 성형 프레스(100)의 환형 플래튼(annular platen)(110) 상부에 배치된다. 유압 유체로 충전된 블래더(bladder)(120)가 블랭크의 상부에서 하우징 내에 위치된다. 따라서 블래더는 블랭크의 상부면에 대면한다. 소정의 타겟 윤곽을 형성하도록 성형된 맨드릴(mandrel) 또는 펀치(130)가 플래튼의 하부에 위치된다. 실제로, 하우징은 블랭크의 상부면과 블래더를 접촉시키도록 하강된다. 그 후에, 맨드릴은 환형 플래튼 내의 개구를 통해 블랭크의 하부면에 대해 상향으로 압박된다. 맨드릴이 블랭크에 대해 상향으로 계속 압박됨에 따라, 블랭크의 상부면은 블래더에 대해 압박된다. 동시에, 블래더 내의 압력은 최대 약 68.947MPa (10,000psi) 정도로 증가된다. 따라서, 맨드릴이 상향으로 블랭크를 압박함에 따라, 가압된 블래더는 블랭크가 맨드릴의 형상에 합치할 때까지 저항을 제공한다. 맨드릴 및 블래더는 수축되고 타겟은 예를 들면 액압 성형 프레스로부터 제거된다. 타겟의 스퍼터 표면의 상이한 섹션에서의 결정 방위의 측정은 X-선 회절(diffraction)에 의해 수행될 수 있다.As shown in FIG. 3, a blank of material 30 is disposed above the annular platen 110 of the hydraulic forming press 100. A bladder 120 filled with hydraulic fluid is located in the housing at the top of the blank. The bladder thus faces the top surface of the blank. A mandrel or punch 130 shaped to form the desired target contour is located at the bottom of the platen. In practice, the housing is lowered to contact the bladder with the top surface of the blank. Thereafter, the mandrel is urged upwards against the bottom face of the blank through the opening in the annular platen. As the mandrel continues to press up against the blank, the top surface of the blank is pressed against the bladder. At the same time, the pressure in the bladder is increased up to about 68.947 MPa (10,000 psi). Thus, as the mandrel presses the blank upwards, the pressed bladder provides resistance until the blank conforms to the shape of the mandrel. The mandrel and bladder are retracted and the target is removed from the hydraulic press, for example. Measurement of the crystallographic orientation at different sections of the sputter surface of the target can be performed by X-ray diffraction.

본 발명에 따른 전체 액압 성형 프로세스는 대략 1.5분 소요되고, 실온에서 수행된다. 프로세스가 실온에서 수행되기 때문에, 열 유도 결정 방위 변경은 최소화되거나 이상적으로는 배제된다. 중요하게는, 일단 블랭크가 본 발명에 따른 소정의 형상으로 형성되면 부가의 어닐링(annealing) 단계가 요구되지 않는다. 따라서, 추가적인 결정 방위 변경이 또한 최소화되거나 이상적으로는 회피된다. 도시된 맨드릴은 단지 또는 보울형 스퍼터 타겟과 합치하지만, 당업자는 다수의 다른 형상이 본 발명에 따른 비평탄형 스퍼터 타겟을 형성하도록 이에 따라 맨드릴을 변경함으로써 마찬가지로 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The entire hydraulic molding process according to the invention takes approximately 1.5 minutes and is carried out at room temperature. Since the process is performed at room temperature, heat induced crystallographic orientation changes are minimized or ideally excluded. Importantly, once the blank is formed into the desired shape according to the invention, no additional annealing step is required. Thus, additional crystal orientation changes are also minimized or ideally avoided. While the illustrated mandrel is only matched with a bowl-type sputter target, those skilled in the art will appreciate that many other shapes can likewise be used by modifying the mandrel accordingly to form a non-flat sputter target according to the present invention.

소정 텍스쳐를 갖는 컵 또는 보울 형상 타겟을 생성하기 위한 프로세스는 다수의 단계를 수반하는 것으로서 요약될 수 있다. 제1 단계는 {111}{100}, 더 바람직하게는 20% 이상의 {111} 비율을 갖는 혼합 파이버 텍스쳐(mixed fiber texture)를 갖는 개시 플레이트에서 생성하는 것이다. 100㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 재결정 등방성 미세구조(recrystallized equiaxed microstructure)가 바람직하다. 제2 단계는 스핀 성형, 액압 성형 또는 딥 드로잉(deep drawing)을 사용하여 보울 형상으로 플레이트를 형성하는 것이다. 이 작업은 동적 재결정을 방지하기 위한 온도 또는 냉간에서 수행되어야 한다. 보울의 측벽의 소정 텍스쳐를 성취하기 위해 요구되는 작업량은 35% 변형(바람직하게는 50% 초과)이다. 응력 완화 어닐링이 최종 단계로서 포함될 수 있다. 온도는 측벽의 {111} 텍스쳐 성분의 재결정 및 전개(evolution)를 방지하기 위해 충분히 낮아야 한다.The process for creating a cup or bowl shaped target with a given texture can be summarized as involving a number of steps. The first step is to produce in a starting plate having a mixed fiber texture with a {111} {100}, more preferably 20% or more, {111} ratio. Recrystallized equiaxed microstructures having a particle size of less than 100 μm are preferred. The second step is to form the plate into a bowl shape using spin forming, hydraulic forming or deep drawing. This work should be carried out at cold or temperature to prevent dynamic recrystallization. The amount of work required to achieve the desired texture of the bowl's sidewall is 35% strain (preferably greater than 50%). Stress relaxation annealing can be included as a final step. The temperature should be low enough to prevent recrystallization and evolution of the {111} texture component of the sidewalls.

입자 구조: 탄탈의 미세구조는 돔에서 등방성의 완전 재결정 입자 구조 및 측벽을 따라 냉간 가공 구조를 가질 수 있다. NNS(실형상 제조 기술: near net shape) 블랭크를 형성하기 위한 평탄형 블랭크는 성형 전에 완전히 어닐링되고 성형 후에는 어닐링되지 않는다.Particle Structure: The tantalum microstructure may have an isotropic fully recrystallized grain structure in the dome and a cold worked structure along the sidewalls. The flat blank for forming the NNS (near net shape) blank is annealed completely before molding and not annealed after molding.

입자 크기: 평균 입자 크기는 측벽에서 150 미크론(microns) 미만이고, 돔에서는 100 미크론 미만일 수 있다[ASTM E112, 표 4, Mean Intercept].Particle Size: The average particle size may be less than 150 microns on the sidewalls and less than 100 microns on the dome [ASTM E112, Table 4, Mean Intercept].

본 발명이 상술한 전형적인 실시예와 관련하여 설명되었지만, 다수의 대안, 변경 및 변형이 당업자들에게는 명백할 것이다. 따라서, 상술된 바와 같은 본 발명의 전형적인 실시예는 한정적인 것이 아니라 전형적인 것으로 의도된다. 다양한 변경이 본 발명의 사상 및 범주로 일탈하지 않고 수행될 수 있다.Although the present invention has been described in connection with the exemplary embodiments described above, many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the exemplary embodiments of the invention as described above are intended to be exemplary rather than limiting. Various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (35)

스퍼터 타겟(sputter target)에 있어서,In the sputter target, 일 단부벽에 연결된 원통형 측벽을 포함하고,A cylindrical sidewall connected to one end wall, 상기 측벽 및 상기 단부벽은 내부면 및 외부면을 갖고, 상기 내부면은 물리적 기상 증착(physical vapor deposition) 중에 스퍼터링을 위해 금속 또는 그 합금으로 이루어지고, 상기 측벽의 내부면은 중공 음극 마그네트론(hollow cathode magnetron; HCM)의 중심축을 회피하는 방출을 제공하는 텍스쳐(texture)를 갖고, 상기 단부벽의 내부면은 상기 단부벽의 내부면에 수직인 방출을 제공할 수 있는 텍스쳐를 갖는 스퍼터 타겟.The side wall and the end wall have an inner surface and an outer surface, the inner surface made of metal or alloy thereof for sputtering during physical vapor deposition, and the inner surface of the side wall is hollow cathode magnetron a sputter target having a texture that provides emission avoiding a central axis of a cathode magnetron (HCM), the inner surface of the end wall having a texture capable of providing an emission perpendicular to the inner surface of the end wall. 제1 항에 있어서, 탄탈(Ta)로 이루어진 스퍼터 타겟으로서, 주요(major) 혼합 {112}<110> 및 {110}<110> 텍스쳐를 갖는 측벽 및 주된(predominate) {111} 텍스쳐를 갖는 단부벽을 구비하며,The sputter target of claim 1, wherein the sputter target is made of tantalum (Ta), the sidewall having a major mixed {112} <110> and {110} <110> texture and the stage having a predominate {111} texture. With buttresses, 상기 '주요'는 타겟의 스퍼터 측벽의 텍스쳐의 모든 결정 방위의 총합에 대한 조합된 {112} 및 {110} 방위의 비율이 적어도 200/N % 또는 33%인 것을 의미하고, 여기서 N은 x-레이 회절 분석에 포함된 방위의 수를 나타내며,Said 'major' means that the ratio of the combined {112} and {110} orientations to the sum of all the crystal orientations of the texture of the sputter sidewall of the target is at least 200 / N% or 33%, where N is x- Indicates the number of orientations involved in the ray diffraction analysis, 상기 '주된'은 타겟의 단부벽 또는 돔의 스퍼터 표면의 텍스쳐의 모든 결정 방위의 총합에 대한 특정 {h,k,l} 방위의 비율이 돔 스퍼터 표면의 다양한 부분에서 적어도 120/N %인 것을 의미하는, 스퍼터 타겟.The 'main' indicates that the ratio of the specific {h, k, l} orientation to the sum of all crystal orientations of the texture of the sputter surface of the target or the end wall of the target is at least 120 / N% in various parts of the dome sputter surface. Sputter target, meaning. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 스퍼터 타겟에 있어서,In the sputter target, 평탄부 및 비평탄부를 갖는 스퍼터링 표면을 포함하고,A sputtering surface having flat portions and non-flat portions, 상기 평탄부는 제1 결정 방위를 갖고, 상기 비평탄부는 상기 제1 결정 방위와는 상이한 제2 결정 방위를 갖는 스퍼터 타겟.And the flat portion has a first crystal orientation, and the non-flat portion has a second crystal orientation different from the first crystal orientation. 삭제delete 삭제delete 제7 항에 있어서, 상기 제1 결정 방위는 제1 각도에서 상기 스퍼터링 표면으로부터 재료를 방출하고, 상기 제2 결정 방위는 상기 제1 각도와는 상이한 제2 각도에서 상기 스퍼터링 표면으로부터 재료를 방출하는 스퍼터 타겟.8. The method of claim 7, wherein the first crystallographic orientation releases material from the sputtering surface at a first angle and the second crystallographic orientation releases material from the sputtering surface at a second angle different from the first angle. Sputter Target. 제10 항에 있어서, 상기 타겟 및 스퍼터링 표면은 단지 또는 보울형이고, 상기 평탄부는 돔을 포함하고, 상기 비평탄부는 단지 또는 보울형 타겟의 측벽 및 스퍼터링 표면을 포함하는 스퍼터 타겟.The sputter target of claim 10, wherein the target and sputtering surface is only or bowl-shaped, the flat portion comprises a dome, and the non-flat portion comprises sidewalls and sputtering surface of the jar or bowl-type target. 제11 항에 있어서, 상기 재료는 티타늄, 구리, 탄탈 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 스퍼터 타겟.The sputter target of claim 11, wherein the material is selected from the group consisting of titanium, copper, tantalum and alloys thereof. 제12 항에 있어서, 상기 돔으로부터의 스퍼터링된 재료의 방출은 상기 돔의 스퍼터링 표면에 수직으로 발생하고, 상기 측벽으로부터의 스퍼터링된 재료의 방출은 상기 측벽의 스퍼터링 표면에 비수직으로 발생하고 원통형 축을 지나가지 않는 스퍼터 타겟.13. The method of claim 12, wherein the release of sputtered material from the dome occurs perpendicular to the sputtering surface of the dome, and the release of sputtered material from the sidewall occurs non-perpendicularly to the sputtering surface of the sidewall and has a cylindrical axis. Sputter targets that do not pass. 제13 항에 있어서, 상기 비평탄부로부터의 방출은 상기 비평탄부의 표면으로부터 예각(acute angle)으로 이루어지는 스퍼터 타겟.The sputter target of claim 13, wherein the emission from the non-flat portion is at an acute angle from the surface of the non-flat portion. 삭제delete 제14 항에 있어서, 상기 비평탄부는 방위의 혼합물을 포함하고, 상기 비평탄부의 방위의 혼합물은 혼합 {112}<110> 및 {110}<110> 탄탈인 스퍼터 타겟.15. The sputter target of claim 14, wherein the non-flat portion comprises a mixture of orientations and the mixture of orientations of the non-flat portion is a mixed {112} <110> and {110} <110> tantalum. 삭제delete 타겟의 스퍼터 표면의 부분 내에서 상이한 결정 방위를 갖는 스퍼터 타겟을 제조하는 방법에 있어서,A method of making a sputter target having a different crystal orientation in a portion of the sputter surface of the target, a. 환형 플래튼(annular platen), 유압 유체로 충전된 블래더(bladder)를 유지하는 하우징, 및 맨드릴(mandrel)을 갖는 액압 성형 프레스를 제공하는 단계와;a. Providing a hydraulic forming press having an annular platen, a housing holding a bladder filled with hydraulic fluid, and a mandrel; b. 상기 환형 플래튼 상에 재료의 블랭크를 배치하는 단계와;b. Placing a blank of material on the annular platen; c. 상기 블랭크의 상부면과 상기 블래더를 접촉시키도록 상기 하우징을 하강시키는 단계와;c. Lowering the housing to contact the bladder with an upper surface of the blank; d. 상기 블랭크의 하부면과 접촉하도록 상기 환형 플래튼 내의 중앙 개구를 통해 상기 맨드릴을 상승시키는 단계와;d. Raising the mandrel through a central opening in the annular platen to contact the bottom surface of the blank; e. 상기 블래더 내로 상기 블랭크를 압박하여 상기 블래더 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 맨드릴을 더욱 상승시키는 단계와;e. Further raising the mandrel to press the blank into the bladder to increase pressure in the bladder; f. 위와 같이 가압된 블래더 및 상기 블래더 내로 블랭크를 압박하는 맨드릴로부터 제공된 저항에 의해 소정 형상으로 상기 블랭크를 형성하는 단계와;f. Forming the blank in a predetermined shape by a resistance provided from the pressurized bladder and the mandrel pressing the blank into the bladder; g. 스퍼터 타겟을 제공하도록 상기 블래더 및 맨드릴을 수축하는 단계; 및g. Retracting the bladder and mandrel to provide a sputter target; And h. 어닐링이 상기 타겟의 성형 후에 수행되지 않는, 상기 타겟의 스퍼터링 표면의 다양한 부분 내의 결정 방위를 측정하는 단계를 포함하는 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.h. Measuring a crystal orientation in various portions of the sputtering surface of the target, wherein no annealing is performed after shaping the target. 제18 항에 있어서, 상기 블래더 내의 압력은 최대 103.421MPa(15,000psi)인 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.19. The method of claim 18 wherein the pressure in the bladder is at most 103.421 MPa (15,000 psi). 제19 항에 있어서, 상기 액압 성형 프로세스는 실온에서 수행되는 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.The method of claim 19, wherein the hydraulic forming process is performed at room temperature. 제20 항에 있어서, 상기 맨드릴은 평탄부 및 비평탄부로 구성된 스퍼터 표면을 갖는 타겟을 제공하도록 형성되고, 상기 평탄부는 액압 성형에 앞서 상기 블랭크와 동일한 제1 결정 방위를 갖고, 상기 비평탄부는 상기 액압 성형 프로세스의 결과로서 상기 제1 결정 방위와는 상이한 제2 결정 방위를 갖는 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.21. The method of claim 20, wherein the mandrel is formed to provide a target having a sputter surface consisting of a flat portion and a non-flat portion, wherein the flat portion has a first crystal orientation equal to the blank prior to hydraulic forming, and the non-flat portion is A method of producing a sputter target having a second crystal orientation different from the first crystal orientation as a result of the hydraulic molding process. 제21 항에 있어서, 상기 블랭크는 티타늄, 구리, 탄탈 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 금속인 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.The method of claim 21, wherein the blank is a metal selected from the group consisting of titanium, copper, tantalum and alloys thereof. 제22 항에 있어서, 상기 금속은 적어도 20% {111} 탄탈을 갖는 혼합 {111}<100> 및 {100}<100> 탄탈의 혼합물인 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.23. The method of claim 22, wherein the metal is a mixture of mixed {111} <100> and {100} <100> tantalum with at least 20% {111} tantalum. 제23 항에 있어서, 상기 비평탄부는 액압 성형 이후의 방위의 혼합물로 구성되는 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.24. The method of claim 23, wherein the non-flat portion consists of a mixture of orientations after hydraulic molding. 제24 항에 있어서, 상기 비평탄부 내의 방위의 혼합물은 혼합 {112}<110> 및 {110}<110> 탄탈인 스퍼터 타겟을 제조하는 방법.25. The method of claim 24, wherein the mixture of orientations in the non-flat portion is a mixed {112} <110> and {110} <110> tantalum. 제1 결정 방위를 갖는 제1 스퍼터링 표면 및 제2 결정 방위를 갖는 제2 스퍼터링 표면을 구비하는 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법에 있어서,10. A method of making a sputter target assembly having a first sputtering surface having a first crystal orientation and a second sputtering surface having a second crystal orientation. a. 상기 제1 결정 방위를 갖는 제1 금속의 블랭크를 제공하는 단계와;a. Providing a blank of a first metal having the first crystal orientation; b. 상기 제1 결정 방위로부터 상기 제2 결정 방위로 그 결정 방위를 변형시키기 위해서 상기 블랭크의 부분을 변형시킴으로써 소정 형상으로 상기 블랭크를 성형하는 단계를 포함하고,b. Shaping the blank into a predetermined shape by modifying a portion of the blank to modify the crystal orientation from the first crystal orientation to the second crystal orientation, c. 상기 방법은 상기 블랭크의 변형된 부분의 상기 제1 결정 방위로의 재결정화를 방지하도록 열 처리 어닐링 없이 수행되는 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.c. Wherein the method is performed without heat treatment annealing to prevent recrystallization of the deformed portion of the blank into the first crystallographic orientation. 삭제delete 제26 항에 있어서, 상기 성형 단계 (b)는 액압 성형을 포함하는 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.27. The method of claim 26, wherein said forming step (b) comprises hydraulic forming. 제28 항에 있어서, 상기 변형은 35% 이상의 변형인 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.The method of claim 28, wherein the deformation is at least 35% deformation. 삭제delete 제29 항에 있어서, 상기 제1 금속은 탄탈(Ta)이고, 상기 제1 결정 방위는 {111} 또는 혼합 {111}{100}으로부터 선택되는 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.30. The method of claim 29, wherein the first metal is tantalum (Ta) and the first crystal orientation is selected from {111} or mixed {111} {100}. 제31 항에 있어서, 상기 탄탈(Ta)은 100㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.32. The method of claim 31, wherein said tantalum (Ta) has a particle size of less than 100 μm. 제32 항에 있어서, 상기 제1 결정 방위는 주된 {111}이고,33. The method of claim 32, wherein the first crystal orientation is dominant {111}, 상기 '주된'은 스퍼터링 표면의 텍스쳐의 모든 결정 방위의 총합에 대한 특정 {h,k,l} 방위의 비율이 돔 스퍼터 표면의 다양한 부분에서 적어도 120/N %라는 것을 의미하며, 여기서 N은 x-레이 회절 분석에 포함된 방위의 수를 나타내는, 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.Said 'main' means that the ratio of the particular {h, k, l} orientation to the sum of all the crystal orientations of the texture of the sputtering surface is at least 120 / N% in various parts of the dome sputtering surface, where N is x -A method of manufacturing a sputter target assembly, which indicates the number of orientations involved in the ray diffraction analysis. 제33 항에 있어서, 상기 제2 결정 방위는 주요 혼합 {112}<110> 및 {110}<110>이고,34. The method of claim 33 wherein the second crystal orientation is main blend {112} <110> and {110} <110>, 상기 '주요'는 모든 결정 방위의 총합에 대한 조합된 {112} 및 {110} 방위의 비율이 적어도 200/N % 또는 33%인 것을 의미하는, 스퍼터 타겟 조립체를 제조하는 방법.Wherein 'major' means that the ratio of the combined {112} and {110} orientations to the sum of all the crystal orientations is at least 200 / N% or 33%. 삭제delete

Images